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2024-11-11 07:54 |
基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
空间光调制器(SLM.0003 v1.0) .kl.awT 应用示例简述 y
E;n.L 1. 系统细节 g"KH~bN 光源 l KdY!j" — 高斯激光束 w3<%wN>tE 组件 S;I>W&U — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 s7 789pR — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 9%^IMUWA 探测器 +46m~" ] — 视觉感知的仿真 4#MPD — 高帽,转换效率,信噪比 )<~v~|re 建模/设计 ?=},%^ — 场追迹: mw!EDJ;' 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 rL KwuZ %v"qFYVX" 2. 系统说明 `mt x+C H\PY\O&cP
4WAs_~ o8ERU($/ 3. 建模&设计结果 vl"{ovoC x%`.L6rj 不同真实傅里叶透镜的结果: ,q".d =6 N E/ _
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-#*[ g'pB<?'E' 4. 总结 (rT1wup 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 iD(+\:E &OXWD]5$6 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 X }""=
S< 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Vz\?a8qQ< HX`>"
?{ 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ;,2;J3,pA QcN$TxU > 应用示例详细内容 Iq%
0fX T1_qAz+ 系统参数 >39\u&) oScKL#Hu 1. 该应用实例的内容 3;F+.{Icc .~C[D
T+, },& =r= B 66Tx>c"H 4f-I,)qCBk 2. 仿真任务 D&]dlY@* Mv 1V
Vk 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 m`lxQik ([Da*Tk* 3. 参数:准直输入光源 ';J><z{> 0Vwl\,7z9
vUD>+*D [CAV"u)0 4. 参数:SLM透射函数 AfaoFn+ ?,AWXiif
WvVf+|Km 5. 由理想系统到实际系统 VYAz0H1-_ '"4S3Fysm ,b!]gsds 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 M?3#XQDvD 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 e<E]8GAF 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 5a^b{=#Y 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 R;3T yn+ 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 /)LI1\o
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iI@m e= 3w!,@=.q 应用示例详细内容 <`Q*I
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仿真&结果 cfrvx^,2& w}:&+B: 1. VirtualLab中SLM的仿真 meM61ue_2 m!H7;S-( 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 y'21)P 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 IHaNg
K2 为优化计算加入一个旋转平面 TxDzGC +^tw@b G&f~A;'7k
U%zZw) 2. 参数:双凸球面透镜 `a:L%Ex hnp-x3 %$3)xtS6 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 )gb gsQZ 由于对称形状,前后焦距一致。 |-!
yKB 参数是对应波长532nm。 $Eh8s( 透镜材料N-BK7。 q7-.-k<dQ 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ye^l~ mO~A}/je
yw{;Qm2\7 8Ug`2xS<_
Ljq!\D 7]&ouT 3. 结果:双凸球面透镜 )?D w)s5 { kF"<W ;~
,<8 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 Ad'b{C% 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 %I>-_el 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 7Ew.6!s#n1 {%cm;o[7o
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cV+x.)a. 4. 参数:优化球面透镜 e|&}{JP{[ WUesTA> WG\gf\= I 然后,使用一个优化后的球面透镜。 [Dou%\ 通过优化曲率半径获得最小波像差。 BMlu>, 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 A;g{H| 透镜材料同样为N-BK7。 $,v[<T` H;(|&Asq> #ekz>/Im* 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Y\pRk6, pS
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,*}5xpX G"._]3CPF 5. 结果:优化的球面透镜 48 | u{ +CF"Bm8@ 60`4
_Uy]_ 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。
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x`|! 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 SFdSA4D" 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 MlBw=Nr
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S7_^E FJj # 6. 参数:非球面透镜 xU5+"t~ %C^%Oq_k *wOuw@09 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 m=7Z8@sX}, 非球面透镜材料同样为N-BK7。 83ajok4E 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 {ylhh%t4hi $4j$c|S! 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 z%pD3J?> nR()ei^X D#?jddr-
8iDg2_l`G :?}U Z# 7. 结果:非球面透镜 BL&D|e |y*-)t xQetAYP` 生成期望的高帽光束形状。 E*F)jP,yo 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 OSsxO(;g 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 nfV32D|3 l`}Ag8Q
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~^GY(J' V>2mzc 8. 总结 ctzaqsr 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x`#|8 b35Z1sfD
j 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 jW G=k#WN 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 sMikTwR/^ ZSu0e% 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 BIr24N 3Q@HP;< 扩展阅读 <R?_Yjsw N {$'-[ 扩展阅读 +C(v4@=nd 开始视频 -a}d
@& - 光路图介绍 3N] 该应用示例相关文件: {Va"o~io - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 B: pIzCP - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 !QB(M@1
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